Termination criterion of step-etching in monazite fission-track thermochronometry; Toward the realization of etching of various characteristic monazites

モナザイトフィッション・トラック熱年代法における段階エッチングの終了基準; 様々な特性のモナザイトのエッチングの実現に向けて

福田 将眞   ; 中嶋 徹   ; 鈴木 彩世*; 末岡 茂   ; 田上 高広*

Fukuda, Shoma; Nakajima, Toru; Suzuki, Ayase*; Sueoka, Shigeru; Tagami, Takahiro*

モナザイトフィッション・トラック(MFT)法は、超低温(50度以下)領域の熱年代法として有力視されている。Jones et al.(2019)は、デボン紀モナザイトにCfを人工照射したトラックを用いて、MFT法のエッチング条件(6M HClで90C 60-90分)を提案した。われわれの予備実験では、日本の白亜紀モナザイトの自発トラックは90-120分以内でエッチングされ、FT密度がプラトーに達した。しかし、日本の第四紀モナザイトでは、600分間のステップエッチングを行った後では、細い(すなわち、エッチング不足の)自発トラックがわずかに得られた。また、ラマン分光分析およびEPMA分析の結果から、放射線損傷の少ないモナザイトほど長いエッチング時間を必要とする傾向があることが示唆された。そこで、MFT法の段階エッチングの終了基準として、ジルコンFT法の段階エッチングに倣って、最も細いトラック幅が約1.00.5ミクロンになるまでエッチングを行うことを提案した。この1ミクロン幅の基準は、モナザイトの特性(放射線損傷や化学的性質など)に関係なく有効である。

The monazite fission-track method has been expected to be a powerful tool as an ultra-low temperature (below 50 degrees Celcius) thermochronometers. Jones et al., (2019) proposed the optimum for the MFT etching (6 M HCl at 90 degrees of Celcius for 60-90 min) by using 252Cf-derived semi-tracks of the Devonian monazite. In our preliminary experiments, spontaneous tracks in the Cretaceous monazites of Japan were successfully etched within 90-120 min as FT densities attain a plateau. However, Quaternary monazites in Japan yielded few and very thin (i.e., under-etched) spontaneous tracks even after step-etching for 600 min. Our results from Raman spectrometry and EPMA analyses suggested that less-damaged monazites tend to require a longer etching time. Therefore, we proposed a termination criterion for MFT step-etching: to etch until the thinnest track width reaches approximately 1.0 0.5 micron, similar to zircon FT step-etching. This 1-micon width criterion is valid regardless of monazite characteristics, e.g., radiation damage and chemistry.